什么是FPC
FPC,F(xiàn)lexible Printed Circuit,柔性電路板。
一片柔軟的電路板,它可以在狹小的空間之內(nèi)彎曲,扭轉(zhuǎn),充分利用寶貴的產(chǎn)品空間,使產(chǎn)品更緊湊。
蘋果Airpods 耳機里復(fù)雜的FPC(黑色彎曲部分)
之前講過一篇文章,介紹了FPC在產(chǎn)品上的靈活運用,特別是現(xiàn)在的智能手機和智能硬件上的使用。
下面我們講一講汽車FPC的設(shè)計注意事項。
結(jié)構(gòu)圖紙要詳細
FPC在結(jié)構(gòu)中,一般都不在一個平面上,需要結(jié)構(gòu)工程師首先將3D延展成2D板框圖紙,并標(biāo)注結(jié)構(gòu)中的注意事項。
除非產(chǎn)品空間很大,且不需要考慮FPC形狀和長度,否則都需要結(jié)構(gòu)工程師先輸出平面圖。不能讓硬件工程師自己隨便畫。
FPC不像線纜,長了不能剪短,短了也不能加長。
標(biāo)注清晰的FPC 2D圖紙
特別注意引腳順序和方向
插接的FPC,極易遇到pin腳順序反了的情況。因為結(jié)構(gòu)工程師看的正反面都是正視圖,而硬件工程師看的正面是正視圖,反面是透視圖。
(這個問題我們后續(xù)會推出專門的文章,講講以前吃過的虧。)
如果結(jié)構(gòu)工程師給的2D圖紙,有標(biāo)注主板PIN腳順序、FPC上PIN腳順序、以及其金手指和BTB連接器的正反面,那么恭喜你,你遇到了一位專業(yè)的,為你考慮的優(yōu)秀結(jié)果工程師,請善待他。(圖下圖)
如果結(jié)構(gòu)工程師只是輸出了板框尺寸并沒有標(biāo)注PIN腳信息,最好通過剪紙標(biāo)注的方法驗證PIN腳方向正反面是否正確。
為什么要剪紙?千萬別相信自己的空間想象力,多繞幾個圈,自己就暈了!憑借自己的空間想象很可能做反了??磳嵨镒羁孔V?。艏埬M實物)
好的結(jié)構(gòu)工程師輸出的FPC 2D圖紙
大電流線路要特別注意!
導(dǎo)線,隨隨便便都能通過1A以上的電流。
但FPC不同,內(nèi)部線路最細可達0.1mm,只能通過0.1A的電流!
FPC連接器通過的電流也不大,一個ZIF插接的連接器,每個腳通常只有0.3A。
如果要讓FPC上通過1A的電流,需要把走線走到1mm以上的寬度,并且使用3個以上的插接引腳。
要注意,不僅是電源線,地線也要走粗!
電源和地線,分別占了3個引腳。
FPC做高速信號線的傳輸,和大電流電源線傳輸時,盡可能采用鋪實銅地,電源先也用大面積鋪實銅設(shè)計。
(FPC的上銅,做成實心銅有助于信號傳輸,但是會變硬。需要經(jīng)常彎折的要做網(wǎng)狀銅。).
FPC的實心鋪銅(白點是過孔)
精密尺寸特別標(biāo)注
FPC的形狀,是用刀模切出來的,精度不高。普通的FPC工廠做出來的精度只有±0.1-0.2mm。結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候不能把形狀、長度做的太極限,要考慮精度不高帶來的公差。
對于金手指或連接器位置需要特別注明,要求FPC廠優(yōu)先保證,把精度做到0.05mm以下,保證批量生產(chǎn)的組裝良率。
屏蔽涂層和鋼片補強接地區(qū)域需要標(biāo)注
FPC做不到電路板那樣的很多層,一層或兩層線路的FPC,想實現(xiàn)信號線的屏蔽,就需要屏蔽膜。
如上圖的FPC,黑色部分的油漆,其實不只是油漆,而是屏蔽膜。外部絕緣,內(nèi)部導(dǎo)電。
但是,導(dǎo)電的部分需要接地,才能屏蔽。懸空的金屬起不到屏蔽作用。
因此FPC的屏蔽層和鋼片部分,至少需要在工藝說明文件中,詳細注明要接地,F(xiàn)PC工廠就會在阻焊層打開窗口來做接地處理。
需要控制阻抗的線路,需要標(biāo)注
FPC一般不會用來走射頻線,因為50ohm阻抗很難控制,射頻線路要用同軸電纜專門接出。
但是對于Mipi、HDMI、USB之類的75-150ohm阻抗匹配的線路,F(xiàn)PC工藝說明上也需要特別注明,由FPC廠家根據(jù)自己用的基材,計算好線寬線距,使阻抗?jié)M足要求,提升高速信號的完整性。
詳細的FPC圖紙
FPC金手指和ZIF連接器